CN112881074A - 用于测定土壤物理性质的原状土样采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土壤测量设备技术领域，具体涉及一种用于测定土壤物理性质的原状土样采集装置，包括移动小车、取样单元、收集单元和收纳箱，取样单元设在移动小车上，取样单元用于采集土壤样本，收集单元与取样单元在移动小车的长度方向上间隔布置，收集单元用于收集由取样单元排出的土壤样本，收集单元包括装瓶筒体、装瓶组件和放瓶组件，装瓶组件与装瓶筒体相配合用于收集由取样单元排出的土壤样本装入取样瓶中，放瓶组件用于将空置取样瓶放入装瓶组件内，收纳箱用于放置装有土壤样本的取样瓶。本发明能够实现土壤的自动采集、取出和收集，提高土壤取样的自动化程度和效率，还可采集不同深度的土壤样本。

Description

用于测定土壤物理性质的原状土样采集装置

技术领域

本发明涉及土壤测量设备技术领域，具体涉及一种用于测定土壤物理性质的原状土样采集装置。

背景技术

采集土壤样品是研究土壤物理力学状况的基础，土壤样品的质量对最终的研究结果具有决定性影响。如果土壤样品的质量无法保障，即使之后采用的测试分析技术再先进也无法得出正确的研究结果。

目前，常用的取土装置主要为环刀和整体式原状取土器。其中，采用环刀取土时存在劳动强度大、取土效率低的问题；而整体式原状取土器不仅对配套设备的依赖性强、通用性差，而且取土时获得土壤样品质量差。

相关技术中，提出了一种土壤采集装置，该装置包括移动小车、取土器、升降驱动单元、旋转驱动单元和连接架；连接架的第一端与移动小车连接，第二端能够探出移动小车；连接架的第二端通过升降驱动单元与取土器转动连接，升降驱动单元用于驱动取土器上下移动；旋转驱动单元用于驱动取土器旋转。本发明通过利用升降驱动单元和旋转驱动单元驱动取土器快速向下旋入目标采集区域采集土壤样品，并在采集完成后通过升降驱动单元快速从土壤中拔出取土器，就可显著降低工作人员的劳动强度、大幅提高取土效率和土壤样品的质量。然而本申请的发明人研究发现，该相关技术中的土壤采集装置虽然能够实现土样的自动化采集，但采集上来的土样无法实现自动收集，还需要人工配合进行收集，并且土样的无法自动由取土器中取出，需要人工将取土器中的土样取出，影响取土效率和质量。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种用于测定土壤物理性质的原状土样采集装置，能够实现土壤的自动采集、取出和收集，提高土壤取样的自动化程度和效率，还可采集不同深度的土壤样本。

根据本发明实施例的用于测定土壤物理性质的原状土样采集装置，包括：移动小车；取样单元，所述取样单元设在所述移动小车上，所述取样单元用于采集土壤样本；收集单元，所述收集单元设在所述移动小车上，所述收集单元与所述取样单元在所述移动小车的长度方向上间隔布置，所述收集单元用于收集由取样单元排出的土壤样本，所述收集单元包括装瓶筒体、装瓶组件和放瓶组件，所述装瓶筒体和装瓶组件在所述移动小车的长度方向上间隔布置，且装瓶组件设在远离所述取样单元的一侧，所述装瓶组件和放瓶组件在所述移动小车的宽度方向上间隔布置，所述装瓶组件与所述装瓶筒体相配合用于收集由取样单元排出的土壤样本装入取样瓶中，所述放瓶组件用于将空置取样瓶放入装瓶组件内；收纳箱，所述收纳箱与所述收集单元在所述移动小车的长度方向间隔布置，且所述收纳箱位于远离所述取样单元的一侧，所述收纳箱用于放置装有土壤样本的取样瓶。

根据本发明实施例的用于测定土壤物理性质的原状土样采集装置，能够实现土壤的自动采集、取出和收集，提高土壤取样的自动化程度和效率，还可采集不同深度的土壤样本。

在一些实施例中，取样单元包括：支撑架，所述支撑架与所述移动小车相连，且所述支撑架相对于所述移动小车可转动；第一伸缩件，所述第一伸缩件与所述支撑架相连，且所述第一伸缩件沿所述移动小车的高度方向设置；移动板，所述移动板与所述第一伸缩件的活动端相连，所述移动板在所述第一伸缩件的驱动下在所述移动小车的高度方向上可移动；支撑板，所述支撑板与所述移动板相连，且所述支撑板与所述移动板在所述移动小车的高度方向上间隔布置，所述支撑板在所述移动小车的高度方向上可移动；取土筒，所述取土筒与所述支撑板相连，所述取土筒相对于所述支撑板可转动，且所述取土筒在所述移动小车的高度方向上可移动。

在一些实施例中，所述取样单元还包括第一驱动件和第一转动轴，所述第一驱动件与所述支撑板相连，所述第一转动轴的一端与所述取土筒相连，所述第一转动轴的另一端穿过所述支撑板且相对与所述支撑板可转动，所述第一驱动件上设有驱动齿轮，所述第一转动轴上设有与驱动齿轮相配合的从动齿轮。

在一些实施例中，所述取土筒内设有第二伸缩件和推土板，所述第二伸缩件的固定端与取土筒内顶壁相连，所述第二伸缩件的活动端与所述推土板相连，所述推土板的外壁面与所述取土筒的内壁面相接触，所述第二伸缩件可带动所述推土板在所述移动小车的高度方向移动。

在一些实施例中，所述收集组件还包括支撑梁，所述支撑梁与所述移动小车相连，所述装瓶筒体可拆卸地与所述支撑梁相连，所述装瓶筒体在所述移动小车的长度方向上相对布置有第一端和第二端，所述装瓶筒体内具有连通所述装瓶筒体第一端和第二端的通孔，所述通孔的直径在所述装瓶筒体的第一端向第二端的方向逐渐减小。

在一些实施例中，所述装瓶组件包括：导轨，所述导轨与所述移动小车相连，所述导轨沿所述移动小车的长度方向延伸；滑块，所述滑块与所述导轨相连，所述滑块在所述移动小车的长度方向上可移动；第三伸缩件，所述第三伸缩件与所述滑块相连，所述第三伸缩件用于带动所述滑块沿所述移动小车的长度方向移动；第二驱动件，所述第二驱动件与所述滑块相连，且所述第二驱动件设在邻近所述装瓶筒体的一侧；装瓶架，所述装瓶架与所述第二驱动件相连，且所述装瓶架相对于滑块可转动，所述装瓶架用于容纳所述取样瓶。

在一些实施例中，所述装瓶组件还包括第四伸缩件，所述第四伸缩件与所述装瓶架相连，所述第四伸缩件用于将取样瓶沿所述移动小车的长度方向推出所述装瓶架。

在一些实施例中，所述放瓶组件包括：箱体，所述箱体与所述移动小车相连，且所述箱体具有进瓶口和出瓶口；多个导料板，多个所述导料板分别设在所述箱体内，多个所述导料板在箱体的高度方向上呈之字形排布，且相邻所述导料板彼此间隔布置以形成物料通道；出料辊，所述出料辊设在箱体内且邻近所述出瓶口布置；多个出料拨片，多个所述出料拨片分别与所述出料辊相连，且多个所述出料拨片在所述出料辊的周向上均匀间隔布置，相邻两个所述出料拨片与所述出料辊的外周形成用于容纳取样瓶的容置空间。

在一些实施例中，所述放瓶组件还包括安装板，所述安装板上设有用于驱动出料辊的第三驱动件，所述安装板可拆卸的与所述箱体相连，所述箱体上还具有沿所述移动小车的贯通箱体的开口，多个所述出料拨片的顶端形成一围绕所述出料辊的虚拟圆，所述开口的尺寸大于所述虚拟圆的尺寸。

在一些实施例中，所述收纳箱内设有多排空腔，所述空腔用于容纳所述取样瓶，多排所述空腔在所述移动小车的长度方向上间隔布置，每排内的空腔在所述移动小车的宽度方向间隔并排布置。

附图说明

图1是本发明实施例的用于测定土壤物理性质的原状土样采集装置的结构示意图。

图2是图1中所示用于测定土壤物理性质的原状土样采集装置的俯视示意图。

图3是本发明实施例的用于测定土壤物理性质的原状土样采集装置的另一视角的结构示意图。

图4是本发明实施例的用于测定土壤物理性质的原状土样采集装置中的取样单元的结构示意图。

图5是图4中所示取样单元的的侧视示意图。

图6是本发明实施例的用于测定土壤物理性质的原状土样采集装置中的放瓶组件的结构示意图。

图7是本发明实施例中放瓶组件的出料辊的结构示意图。

图8是本发明实施例中取样筒的剖视示意图。

附图标记：

移动小车1，车体101，行走轮102，转向轮103，

取样单元2，支撑架21，第一伸缩件22，移动板23，支撑板24，取土筒25，第一驱动件26，第一转动轴27，驱动齿轮28，从动齿轮29，第二伸缩件210，推土板211，固定板212，导向杆213，第四驱动件214，限位板215，限位杆216，轴承217，

收集单元3，装瓶筒体31，装瓶组件32，导轨321，滑块322，第三伸缩件323，第二驱动件324，装瓶架325，第四伸缩件326，放瓶组件33，箱体331，出瓶口3311，进瓶口3312，导料板332，出料辊333，出料拨片334，安装板335，第三驱动件336，支撑梁34，支撑杆35，

收纳箱4，空腔41，

弧形板5，弧形滑槽51，

置物架6，第一夹持板7，第二夹持板8，第一压缩弹簧9，第二压缩弹簧10。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1至8所示，根据本发明实施例的用于测定土壤物理性质的原状土样采集装置包括移动小车1、取样单元2、收集单元3和收纳箱4。

具体地，如图1所示，移动小车1包括了车体101、一对行走轮102和一对转向轮103，一对行走轮102和一对转向轮103分别设在车体101的底部左右两端，一对行走轮102设在车体101的左端，一对转向轮103设在车体101的右端。

需要说明的是，行走轮102和转向轮103上均设有轮毂电机（未示出），轮毂电机用于驱动行走轮102和转向轮103转动，轮毂电机分别与电源（未示出）相连。其中转向轮103为万向轮。可以理解的是，车体101上还可以设置扶手（未示出）。

取样单元2设在移动小车1上，取样单元2用于采集土壤样本。

具体地，如图1所示，取样单元2设在车体101的左端。取样单元2相对于车体101可转动。

收集单元3设在移动小车1上，收集单元3与取样单元2在移动小车1的长度方向（如图1中所示左右方向）上间隔布置，收集单元3用于收集由取样单元2排出的土壤样本。

收集单元3包括装瓶筒体31、装瓶组件32和放瓶组件33，装瓶筒体31和装瓶组件32在移动小车1的长度方向上（如图1中所示的左右方向）间隔布置，且装瓶组件32设在远离取样单元2的一侧（如图1中所示的右侧），装瓶组件32和放瓶组件33在移动小车1的宽度方向上（如图1中所示的前后方向）间隔布置，装瓶组件32与装瓶筒体31相配合用于收集由取样单元2排出的土壤样本装入取样瓶中，放瓶组件33用于将空置取样瓶放入装瓶组件32内。

具体地，如图1和图2所示，装瓶组件32设在装瓶筒体31的右侧，装瓶组件32和放瓶组件33在前后方向上间隔布置，且装瓶组件32和放瓶组件33在左右方向的位置大体相同。

收纳箱4与收集单元3在移动小车1的长度方向（如图1中所示的左右方向）间隔布置，且收纳箱4位于远离取样单元2的一侧，收纳箱4用于放置装有土壤样本的取样瓶。

具体地，收纳箱4与车体101相连，收纳箱4设在车体101的右端，收纳箱4内部具有用于容纳取样瓶的空间，且该空间上端开口。

需要说明的是，用于测定土壤物理性质的原状土样采集装置还包括控制器，控制器分别与电源、取样单元2和收集单元3相连，控制器用于控制电源的开启和关闭，控制取样单元2和收集单元3的运行。

根据本发明实施例的用于测定土壤物理性质的原状土样采集装置，通过设置采样单元能够实现土壤的自动采集和取出，还可采集不同深度的土壤样本通过设置收集单元3实现土壤样本的自动收集，提高土壤取样的自动化程度和效率，通过设置收纳箱4，实现采样瓶的放置，避免装有土壤样本的采样瓶在移动小车1在移动的过程中发生碰撞造成采样瓶的损坏。

在一些实施例中，取样单元2包括支撑架21、第一伸缩件22、移动板23、支撑板24和取土筒25。

支撑架21与移动小车1相连，且支撑架21相对于移动小车1可转动。

具体地，如图1所示，支撑架21的外轮廓大体为倒U形。支撑架21包括第一杆、第二杆和第三杆，第一杆沿前后方向水平设置，第二杆和第三杆分别设在第一杆的前后两端，且第二杆和第三杆沿上下方向竖直设置。第一杆、第二杆和第三杆限定出形状为倒U形的支撑架21。

第一伸缩件22与支撑架21相连，且第一伸缩件22沿移动小车1的高度方向设置。

具体地，第一伸缩件22的固定端与支撑架21中的第一杆相连，且第一伸缩件22沿上下方向设置在第一杆的下端面。需要说明的是，控制器与第一伸缩件22相连，控制器控制第一伸缩件22伸展或收回。第一伸缩件22可以为电动推杆。

移动板23与第一伸缩件22的活动端相连，移动板23在第一伸缩件22的驱动下在移动小车1的高度方向上可移动。

具体地，如图1和图4所示，移动板23与第一伸缩件22的活动端相连，且移动板23水平设置，移动板23在上下方向上可移动。移动板23在前后方向上位于第二杆和第三杆之间，且移动板23在前后方向上的尺寸小于或等于第二杆和第三杆在前后方向上的距离，从而保证移动板23能够平稳的在上下方向上进行移动。

需要说明的是，为了避免移动板23在上下移动时发生前后方向上的位移，使移动板23的位移更加精准，取样单元2还包括固定板212和导向杆213，固定板212的数量为两个，两个固定板212分别设在第二杆和第三杆上，且两个固定部均位于第二杆和第三杆之间，固定板212位于移动板23的上方。导向杆213沿上下方向竖直穿设在移动板23上，且移动板23沿导向杆213在上下方向上可移动。导向杆213的上端与固定板212的下端面相连，导向杆213的数量为两个，两个导向杆213与两个固定板212一一对应。

在一些实施例中，为了避免移动板23在上下移动时脱离导向杆213，取样单元2还包括限位板215，限位板215设在两个导向杆213之前，且限位板215的上端面与导向杆213的下端面相连。

支撑板24与移动板23相连，且支撑板24与移动板23在移动小车1的高度方向上间隔布置，支撑板24在移动小车1的高度方向上可移动。

具体地，如图5所示，支撑板24与移动板23在上下方向上间隔布置，支撑板24和移动板23通过连接杆相连，导向杆213在上下方向上竖直穿设在支撑板24上，且支撑板24跟随移动板23一同沿导向杆213在上下方向上可移动。支撑板24的尺寸与移动板23的尺寸相等。

取土筒25与支撑板24相连，取土筒25相对于支撑板24可转动，且取土筒25在移动小车1的高度方向上可移动。

具体地，如图4和图5所示，取土筒25沿上下方向竖直设置，取土筒25的上端设有轴承217，轴承217设在支撑板24和移动板23之间。取土筒25内部具有容纳土壤样本的取样空间，且取样空间下端开口。

为了便于取土筒25更顺畅的插入土壤中，在取土筒25的下端设有锥形嘴，锥形嘴的直径由上向下逐渐减小。

需要说明的是，收集单元3和取样单元2在左右方向上间隔距离大于或等于支撑架21在上下方向上的尺寸。

在一些实施例中，取样单元2还包括第一驱动件26和第一转动轴27，第一驱动件26与支撑板24相连，第一转动轴27的一端与取土筒25相连，第一转动轴27的另一端穿过支撑板24且相对与支撑板24可转动，第一驱动件26上设有驱动齿轮28，第一转动轴27上设有与驱动齿轮28相配合的从动齿轮29。

具体地，如图5所示，第一驱动件26设在支撑板24上，第一驱动件26的输出轴沿上下方向竖直设置，第一转动轴27的下端与取土筒25的上端相连，第一转动轴27的上端至少部分穿设在轴承217内，且第一转动轴27相对于支撑板24可转动，第一驱动件26的输出轴上设有驱动齿轮28，第一转动轴27上设有与驱动齿轮28相啮合的从动齿轮29，驱动齿轮28和从动齿轮29均设在支撑板24的下方。

需要说明的是，第一驱动件26与控制器相连，控制器控制第一驱动件26的开启或关闭，第一驱动件26可以为伺服电机。

本申请实施例的土样采集装置，通过设置第一驱动件26带动驱动齿轮28转动，驱动齿轮28通过从动齿轮29带动第一转动轴27转动，第一转动轴27带动取土筒25转动，取土筒25旋转，能够使取土筒25更加顺畅和快速的进入土壤内，提高取样效率。

在一些实施例中，取土筒25内设有第二伸缩件210和推土板211，第二伸缩件210的固定端与取土筒25内顶壁相连，第二伸缩件210的活动端与推土板211相连，推土板211的外壁面与取土筒25的内壁面相接触，第二伸缩件210可带动推土板211在移动小车1的高度方向（如图8中所示的上下方向）移动。

需要说明的是，推土板211的外轮廓为圆形，且推土板211的外径与取土筒25的内径相同。

本申请实施例通过驱动第二伸缩件210并由推土板211将取土筒25内的土样推出取土筒25，相比于人工取出，提高了取样效率，还可避免人工取样时对土样造成污染，提高了土样测量数据的准确性。并且还可通过控制推土版在取土筒25内的位置，控制土样的采集量，例如当推土板211距离取土筒25的开口较近时，取土量较小，反之取土量较大。

在另一实施例中，取土筒25为透明筒，且取土筒25上沿上下方向设有刻度线，当取土筒25为透明筒时，可更加直观的观察取土筒25内的取样情况。

在另一实施例中，取土筒25上设有可观察取土筒25内部情况的透明观察窗，且透明观察窗上沿上下方向设有刻度线，透明观察窗的外轮廓为矩形，通过透明观察窗也可直观的观察取土筒25内的取样情况。

在一些实施例中，取样单元2还包括第四驱动件214，第四驱动件214设在车体101上，第四驱动件214的输出轴与支撑架21相连，第四驱动件214可驱动支撑架21旋转。

具体地，如图1所示，第四驱动件214的数量为两个，两个第四驱动件214在前后方向上相对布置，且两个第四驱动件214均与控制器相连。

在一些实施例中，收集组件还包括支撑梁34，支撑梁34与移动小车1相连，装瓶筒体31可拆卸地与支撑梁34相连，装瓶筒体31在移动小车1的长度方向上相对布置有第一端和第二端，装瓶筒体31内具有连通装瓶筒体31第一端（如图1中所示装瓶筒体31的左端）和第二端（如图1中所示装瓶筒体31的右端）的通孔，通孔的直径在装瓶筒体31的第一端向第二端的方向逐渐减小。

需要说明的是，通孔的直径由左向右逐渐减小，且通孔的最小直径与取土筒25的内径相同，从而便于取土筒25内的土样能够顺畅的进入装瓶筒体31，且在装瓶筒体31内顺畅通过。

具体地，如图1所示，支撑梁34沿前后方向水平设在移动小车1上，支撑梁34的上端面与车体101的上端面平齐，支撑梁34上设有固定台，装瓶筒体31可拆卸地与固定台相连，装瓶筒体31与固定台可拆卸连接方式可以为卡接或螺栓连接。装瓶筒体31的位置与取土筒25的位置相适配，装瓶筒体31用于接收由取土筒25内输送出的土样。

需要说明的是，可以有多种尺寸的装瓶筒体31，在使用时，可根据取样瓶的尺寸选择与之相匹配的装瓶筒体31，并将装瓶筒体31安装至固定台上。

本申请实施例通过设置装瓶筒体31，能够接收由取土筒25内输送出的土样，并将土样装入取样瓶内，无需人工操作，提高了土样采集的自动化程度，还避免了人工操作时对于土样的污染，提高土样数据测量的准确性。

在一些实施例中，装瓶组件32包括导轨321、滑块322、第三伸缩件323、第二驱动件324和装瓶架325。

导轨321与移动小车1相连，导轨321沿移动小车1的长度方向（如图1中所示的左右方向）延伸。

需要说明的是，导轨321沿左右方向水平设在车体101上，导轨321在左右方向上的尺寸小于车体101在左右方向上的尺寸。导轨321与车体101可以通过螺栓连接。

滑块322与导轨321相连，滑块322在移动小车1的长度方向上可移动。

具体地，如图1所示，滑块322设在导轨321上，滑块322在导轨321上沿左右方向可移动。为了保证滑块322在左右方向上的稳定移动，支撑梁34上还设有支撑杆35，支撑杆35穿设在滑块322上，且滑块322可沿支撑杆35在左右方向上移动，支撑杆35沿左右方向上水平设置。

第三伸缩件323与滑块322相连，第三伸缩件323用于带动滑块322沿移动小车1的长度方向移动。

具体地，如图1所示，第三伸缩件323的固定端与移动小车1相连，第三伸缩件323的活动端与滑块322相连，第三伸缩件323可带动滑块322在导轨321上沿左右方向移动。需要说明的是，第三伸缩件323与控制器相连，控制器可控制第三伸缩件323的伸展或收缩。第三伸缩件323可以为电动推杆。

第二驱动件324与滑块322相连，且第二驱动件324设在邻近装瓶筒体31的一侧。

具体地，如图1和图2所示，第二驱动件324设在滑块322的后端面，第二驱动件324水平布置。需要说明的是，第二驱动件324与控制器相连，控制器控制第二驱动件324的开启或关闭。第二驱动件324可以为伺服电机。

装瓶架325与第二驱动件324相连，且装瓶架325相对于滑块322可转动，装瓶架325用于容纳取样瓶。

具体地，如图1所示，装瓶架325包括第一板、第二板和第三板，第一板与第二驱动件324的输出轴相连，第二板设在第一板的下端，且第二板的前端面与第一板的下端面相连，第三板设在第一板的右端，第三板的前端面与第一板的右端面相连，且第三板的下端面与第二板的右端面相连。第一板、第二板和第三板之间均通过焊接的方式相连。

本申请实施例，通过设置导轨321，能够保证滑块322的移动精度，通过第三伸缩件323能够驱动滑块322在左右方向上水平移动，装瓶架325和第二驱动件324在滑块322的带动下，能够在前后方向上水平的接近或远离装瓶筒体31，从而使放置在装瓶架325上的取样瓶能够与装瓶筒体31相接触或与装瓶筒体31相脱离。

在一些实施例中，装瓶组件32还包括第四伸缩件326，第四伸缩件326与装瓶架325相连，第四伸缩件326用于将取样瓶沿移动小车1的长度方向推出装瓶架325。

具体地，装瓶架325中的第二板上设有沿上下方向贯通第二板的通孔，第四伸缩件326的位置与第二板上通孔的位置相对。第二板的下端面设有安装架，第四伸缩件326的固定端与安装架相连，第四伸缩件326的活动端上设有推板，推板的外部尺寸和形状与第二板上通孔的内部尺寸和形状均适配，第四伸缩件326可带动推板穿过第二板上的通孔。

本申请实施例通过设置第四伸缩件326和推板，并配合第二驱动件324的旋转，能够将装有土样的取样瓶推出装瓶架325，无需人工拿取取样瓶，提高取样效率和自动化程度。

在一些实施例中，放瓶组件33包括箱体331、多个导料板332、出料辊333和多个出料拨片334。

箱体331与移动小车1相连，且箱体331具有进瓶口3312和出瓶口3311。

具体地，如图1所示，箱体331设在车体101上，且箱体331与装瓶架325在前后方向上间隔布置。进瓶口3312设在箱体331的上顶面且连通箱体331内外部，出瓶口3311设在箱体331的前侧面且连通箱体331的内外部。出瓶口3311的位置与装瓶架325的位置在前后方向上相对。

多个导料板332分别设在箱体331内，多个导料板332在箱体331的高度方向上呈之字形排布，且相邻导料板332彼此间隔布置以形成物料通道。

具体地，如图6所示，导料板332在左右方向上的尺寸与箱体331的左右内壁面在前后方向的距离相同，导料板332的左端面与箱体331的内部左壁面相连，导料板332包括了多个第一导料板332和多个第二导料板332，多个第一导料板332与内箱体331的后侧内壁相连并由后向前延伸，且多个第一导料板332的前端面与内箱体331的前侧内壁存在间隙且间隙在左右方向上的尺寸略大于一个取样瓶的直径，多个第二导料板332与内箱体331的前侧内壁相连并由前向后延伸，且多个第二导料板332的后端面与内箱体331的后侧内壁存在间隙且间隙在左右方向上的尺寸略大于一个取样瓶的直径，多个第一导料板332和多个第二导料板332在上下方向上交错布置，第一导料板332沿前后方向倾斜延伸且前侧低于后侧，第二导料板332沿前后方向倾斜延伸且前侧高于后侧，倾斜设置的导料板332便于取样瓶在物料通道内通行。

出料辊333设在箱体331内且邻近出瓶口3311布置。

需要说明的是，出料辊333沿左右方向布置，出料辊333相对于箱体331可转动，出料辊333邻近出瓶口3311设置。

具体地，如图6所示，出料辊333内穿设有旋转轴，出料辊333的外周设有多个安装槽。箱体331内还设有出料板，出料板设在出瓶口3311处，出料辊333设在多个第一导料板332中最下方的一个第一导料板332与出料板之间。

本申请实施例，通过设置出料辊333能够有序的控制取样瓶的排出箱体331。

多个出料拨片334分别与出料辊333相连，且多个出料拨片334在出料辊333的周向上均匀间隔布置，相邻两个出料拨片334与出料辊333的外周形成用于容纳取样瓶的容置空间。

需要说明的是，出料拨片334沿出料辊333径向上的尺寸大于取样瓶的直径。

具体地，如图6所示，出料辊333的外周上设有多个安装槽，且安装槽的数量大于出料拨片334的数量，出料拨片334固定在安装槽内，相邻的两个出料拨片334与出料辊333的外周面形成了适于容纳取样瓶的容纳空间。

需要说明的是，本申请实施例可通过设置出料拨片334的在出料辊333周向上的间隔距离满足不同尺寸取样瓶的排放。具体地，当需要调整出料拨片334在出料辊333周向上的间隔距离时，只需将不同的出料拨片334安装在不同位置的安装槽内。举例说明，当需要增大相邻两个出料拨片334在出料辊333周向上的间隔距离时，相邻两个出料拨片334之间间隔至少一个安装槽，当需要减小相邻两个出料拨片334在出料辊333周向上的间隔距离时，相邻两个出料拨片334安装在相邻的两个安装槽内。

本申请实施例可通过出料拨片334与出料辊333的外周面形成用于容纳取样瓶的容纳空间，便于接收由物料通道排出的取样瓶，并通过出料辊333的旋转，有序的排出箱体331。还可通过相邻两个出料拨片334之间的间隔距离，满足不同尺寸取样瓶的排放。

在一些实施例中，在箱体331的出瓶口3311处还可以安装光电感应件（未示出），光电感应件与控制器相连，光电感应件用于感应取样瓶是否通过出瓶口3311，具体地，光电感应件可以是安全光栅，当出瓶口3311通过一个取样瓶时，由于取样瓶对安全光栅进行了遮挡，从而使出料辊333停止转动，避免出料辊333多排放取样瓶。

本申请实施例通过设置光电感应件，能够检测出瓶口3311处是否有取样瓶，避免多个取样瓶落入装瓶架325，提高了取样的安全性和自动化程度。

在一些实施例中，出瓶口3311处还可以设置自动仓门（未示出），自动仓门可实现出瓶口3311的开启和关闭，自动仓门与控制器相连。当出瓶口3311处有取样瓶时，控制器控制自动仓门开启，从而使取样瓶排出箱体331并进入装瓶架325，当出瓶口3311处没有取样瓶时，控制器控制自动仓门关闭，并配合出料辊333的旋转，使新的取样瓶进入出瓶口3311处。

在一些实施例中，放瓶组件33还包括安装板335，安装板335上设有用于驱动出料辊333的第三驱动件336，安装板335可拆卸的与箱体331相连，箱体331上还具有沿移动小车1的贯通箱体331的开口，多个出料拨片334的顶端形成一围绕出料辊333的虚拟圆，开口的尺寸大于虚拟圆的尺寸。

需要说明的是，第三驱动件336与控制器相连，第三驱动件336沿左右方向设置，且第三驱动件336与安装板335通过螺栓连接，第三驱动件336的输出轴与出料辊333相连，第三驱动件336可驱动出料辊333旋转。具体地，第三驱动件336可以为伺服电机。

具体地，箱体331上设有贯通箱体331左右端面的开口，出料辊333与安装板335相连，且出料辊333相对不安装板335可转动，安装板335与箱体331通过螺栓相连。

本申请实施例中的安装板335与箱体331可拆卸相连，从而使出料辊333、出料拨片334及第三驱动件336均可由箱体331上便携的安装和拆卸，提高了采集装置整体的安装效率，同时由于出料辊333和出料拨片334可由箱体331上拆卸，从而便于调整出料拨片334在出料辊333上的位置。

在一些实施例中，箱体331上设有振动电机（未示出），振动电机与控制器相连。通过设置振动电机，避免取样瓶在物流通道内发生堵塞，提高取样瓶排出的顺畅性。

在一些实施例中，收纳箱4内设有多排空腔41，空腔41用于容纳取样瓶，多排空腔41在移动小车1的长度方向上间隔布置，每排内的空腔41在移动小车1的宽度方向间隔并排布置。

具体地，如图2所示，收纳箱4内设有两排空腔41，两排空腔41内分别设有四个空腔41，且两排内的空腔41在前后方向上均匀间隔布置。通过设置空腔41便于存放装有土样的取样瓶，提高了取样效率。

在一些实施例中，土样采集装置还包括置物架6，置物架6与移动小车1相连且设在移动小车1的上端，置物架6上设有第一夹持板和第二夹持板8，第一夹持板和第二夹持板8分别与置物架6相连，第一夹持板和第二夹持板8在前后方向上相对布置。

具体地，如图2所示，置物架6沿前后方向水平的水平设在车体101上，置物架6上沿前后方向设有滑槽，第一夹持板和第二夹持板8设在滑槽内且在滑槽内沿前后方向可移动，滑槽内设有第一压缩弹簧9和第二压缩弹簧10，第一压缩弹簧9的前端与第一夹持板相连，第一压缩弹簧9的后端与滑槽的后侧内壁面相连，第二压缩弹簧10的前端与滑槽的前侧内壁面相连，第二压缩弹簧10的后端与第二夹持板8相连。

本申请实施例通过设置置物架6，能够放置由装瓶架325输出的装有土样的取样瓶，通过设置第一夹持板和第二夹持板8，能够对取样瓶进行夹持固定，避免取样瓶由置物架6上掉落，提高取样的安全性和质量。

在一些实施例中，土样采集装置还包括弧形板5，弧形板5设在移动小车1上，弧形板5上设有弧形滑槽51，弧形滑槽51的下端的内侧壁上和上端的内侧壁上均设有压力传感器，压力传感器与控制器相连，支撑架21的上设有限位杆216，限位杆216设在弧形滑槽51内，限位杆216可沿弧形滑槽51的延伸方向可移动。

本申请实施例，通过设置弧形板5并在弧形板5上设有弧形滑槽51，限位杆216在弧形滑槽51内可移动，限位杆216配合压力传感器可检测支撑架21是否处于水平和竖直的状态。

下面结合图1至图8描述本发明实施例的用于测定土壤物理性质的原状土样采集装置运行原理。

当需要进行土样采集时，控制器控制车轮行走，当到达取样位置后，控制器控制第四驱动件214开启，第四驱动件214驱动支撑架21顺时针旋转，这里要说明的是，支撑架21顺时针旋转是由前向后观察的顺时针，当支撑架21上的限位杆216触碰到弧形滑槽51下端的压力传感器后，控制器控制第四驱动件214关闭，此时支撑架21处于竖直状态，此时控制器控制第一伸缩件22伸展，第一伸缩件22通过移动板23带动取土筒25向下移动，在取土筒25向下移动的时，控制器控制第一驱动件26开启，第一驱动件26通过驱动齿轮28和从动齿轮29，将动力传递至第一转动轴27，第一转动轴27带动取土筒25转动，从而使取土筒25插入土壤内实施土样采集。这里要说明的是，可根据土壤采集的深度需求由操作人员操作控制器控制第一伸缩件22的伸展量，至于电动推杆伸展量的控制和检测方法属于本领域公知常识，在此不多加赘述。

当土样采集完成后，控制器控制第一驱动件26停止转动，并控制第一伸缩件22收缩使取土筒25的底部与限位板215的下端面平齐，这里要说明的是，由于限位板215的位置固定，限位板215与移动板23之间的距离可由第一伸缩件22的伸缩量进行检测，并且取土筒25的尺寸确定，则取土筒25底部与限位板215的距离也可第一伸缩件22的伸缩量进行检测，而电动推杆伸缩量的检测为本领域的公知常识，在此不多加赘述。

随后，控制器控制第四驱动件214带动支撑架21逆时针旋转，这里要说明的是，支撑架21逆时针旋转是由前向后观察的逆时针，当支撑架21上的限位杆216触碰到弧形滑槽51上端的压力传感器后，控制器控制第四驱动件214关闭，此时支撑架21处于水平状态，此时控制器控制第一伸缩件22伸展，第一伸缩件22带动取土筒25向右移动，待取土筒25的开口与装瓶筒体31左端的开口平齐后，控制器控制第一伸缩件22关闭。这里要说明的是，当支撑架21处于水平状态时，限位板215和支撑梁34在左右方向上的位置是固定的，则取土筒25与装瓶筒体31在左右方向上的间隔距离可通过第一伸缩件22的伸缩量来确定，因此可通过检测第一伸缩件22的伸缩量来确定取土筒25的底部与装瓶筒体31的左端面是否平齐。

在取土筒25实施土样采集之前，控制器控制第三驱动件336转动，第三驱动件336带动出料辊333转动，出料辊333将置于箱体331内的取样瓶通过出瓶口3311排至装瓶架325内，这里要说明的是，此时装瓶架325的第二板呈水平状态，当取样瓶置于装瓶架325上后，第三伸缩件323收缩并通过滑块322带动装瓶架325向左侧移动，待取样瓶的瓶口套设在装瓶筒体31的右侧时，控制器控制第三伸缩件323关闭，这里要说明的是，由于箱体331上出瓶口3311的位置固定，并且在装瓶架325接收由出瓶口3311排出的取样瓶时，装瓶架325与出瓶口3311在左右方向上的位置相对应，则装瓶架325与装瓶筒体31在左右方向上的间隔距离可通过第三伸缩件323的伸缩量进行检测。

随后，当取样瓶的瓶口套设在装瓶筒体31的右侧时，控制器控制第二伸缩件210伸展，第二伸缩件210带动推土板211向右侧移动，推土板211将取土筒25内的土样推入装瓶筒体31内并通过装瓶筒体31将土样装入取样瓶内，从而完成土样的收集。

当土样装入取样瓶后，控制器控制第三伸缩件323伸展并带动滑块322向右移动，当装瓶将到底出瓶口3311的位置后，第三伸缩件323关闭，控制器控制第三驱动件336缓慢转动，第三驱动件336带动装瓶架325顺时针转动90°，装瓶架325的转动角度可通过控制第三驱动件336转动角度实现，而伺服电机的角度控制属于本领域的公知常识，在此不多加赘述，这里要说明的是，顺时针旋转是由前向后观察的顺时针，而第二板此时呈水平状态，并且为了保证装瓶架325的顺畅转动，避免装瓶架325与置物架6发生碰撞，装瓶架325中的第三板在上下方向上的尺寸小于或等于第三板与置物架6在左右方向上的间隔距离。

当装瓶架325完成90°转动后，控制器控制第四伸缩件326伸展，第四伸缩件326推动装有土样的取样瓶进入置物架6上并在第一夹持板和第二夹持板8的夹持下稳定的放置在置物架6上，随后可由操作人员将置物架6上的取样瓶放置在收纳箱4内的空腔41内。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征 “上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于测定土壤物理性质的原状土样采集装置，其特征在于，包括：

移动小车；

取样单元，所述取样单元设在所述移动小车上，所述取样单元用于采集土壤样本；

收集单元，所述收集单元设在所述移动小车上，所述收集单元与所述取样单元在所述移动小车的长度方向上间隔布置，所述收集单元用于收集由取样单元排出的土壤样本，

所述收集单元包括装瓶筒体、装瓶组件和放瓶组件，所述装瓶筒体和装瓶组件在所述移动小车的长度方向上间隔布置，且装瓶组件设在远离所述取样单元的一侧，所述装瓶组件和放瓶组件在所述移动小车的宽度方向上间隔布置，所述装瓶组件与所述装瓶筒体相配合用于收集由取样单元排出的土壤样本装入取样瓶中，所述放瓶组件用于将空置取样瓶放入装瓶组件内；

收纳箱，所述收纳箱与所述收集单元在所述移动小车的长度方向间隔布置，且所述收纳箱位于远离所述取样单元的一侧，所述收纳箱用于放置装有土壤样本的取样瓶。

2.根据权利要求1所述的用于测定土壤物理性质的原状土样采集装置，其特征在于，所述取样单元包括：

支撑架，所述支撑架与所述移动小车相连，且所述支撑架相对于所述移动小车可转动；

第一伸缩件，所述第一伸缩件与所述支撑架相连，且所述第一伸缩件沿所述移动小车的高度方向设置；

移动板，所述移动板与所述第一伸缩件的活动端相连，所述移动板在所述第一伸缩件的驱动下在所述移动小车的高度方向上可移动；

支撑板，所述支撑板与所述移动板相连，且所述支撑板与所述移动板在所述移动小车的高度方向上间隔布置，所述支撑板在所述移动小车的高度方向上可移动；

取土筒，所述取土筒与所述支撑板相连，所述取土筒相对于所述支撑板可转动，且所述取土筒在所述移动小车的高度方向上可移动。

3.根据权利要求2所述的用于测定土壤物理性质的原状土样采集装置，其特征在于，所述取样单元还包括第一驱动件和第一转动轴，所述第一驱动件与所述支撑板相连，所述第一转动轴的一端与所述取土筒相连，所述第一转动轴的另一端穿过所述支撑板且相对与所述支撑板可转动，所述第一驱动件上设有驱动齿轮，所述第一转动轴上设有与驱动齿轮相配合的从动齿轮。

4.根据权利要求2或3所述的用于测定土壤物理性质的原状土样采集装置，其特征在于，所述取土筒内设有第二伸缩件和推土板，所述第二伸缩件的固定端与取土筒内顶壁相连，所述第二伸缩件的活动端与所述推土板相连，所述推土板的外壁面与所述取土筒的内壁面相接触，所述第二伸缩件可带动所述推土板在所述移动小车的高度方向移动。

5.根据权利要求1所述的用于测定土壤物理性质的原状土样采集装置，其特征在于，所述收集组件还包括支撑梁，所述支撑梁与所述移动小车相连，所述装瓶筒体可拆卸地与所述支撑梁相连，所述装瓶筒体在所述移动小车的长度方向上相对布置有第一端和第二端，所述装瓶筒体内具有连通所述装瓶筒体第一端和第二端的通孔，所述通孔的直径在所述装瓶筒体的第一端向第二端的方向逐渐减小。

6.根据权利要求1所述的用于测定土壤物理性质的原状土样采集装置，其特征在于，所述装瓶组件包括：

导轨，所述导轨与所述移动小车相连，所述导轨沿所述移动小车的长度方向延伸；

滑块，所述滑块与所述导轨相连，所述滑块在所述移动小车的长度方向上可移动；

第三伸缩件，所述第三伸缩件与所述滑块相连，所述第三伸缩件用于带动所述滑块沿所述移动小车的长度方向移动；

第二驱动件，所述第二驱动件与所述滑块相连，且所述第二驱动件设在邻近所述装瓶筒体的一侧；

装瓶架，所述装瓶架与所述第二驱动件相连，且所述装瓶架相对于滑块可转动，所述装瓶架用于容纳所述取样瓶。

7.根据权利要求6所述的用于测定土壤物理性质的原状土样采集装置，其特征在于，所述装瓶组件还包括第四伸缩件，所述第四伸缩件与所述装瓶架相连，所述第四伸缩件用于将取样瓶沿所述移动小车的长度方向推出所述装瓶架。

8.根据权利要求1所述的用于测定土壤物理性质的原状土样采集装置，其特征在于，所述放瓶组件包括：

箱体，所述箱体与所述移动小车相连，且所述箱体具有进瓶口和出瓶口；

多个导料板，多个所述导料板分别设在所述箱体内，多个所述导料板在箱体的高度方向上呈之字形排布，且相邻所述导料板彼此间隔布置以形成物料通道；

出料辊，所述出料辊设在箱体内且邻近所述出瓶口布置；

多个出料拨片，多个所述出料拨片分别与所述出料辊相连，且多个所述出料拨片在所述出料辊的周向上均匀间隔布置，相邻两个所述出料拨片与所述出料辊的外周形成用于容纳取样瓶的容置空间。

9.根据权利要求8所述的用于测定土壤物理性质的原状土样采集装置，其特征在于，所述放瓶组件还包括安装板，所述安装板上设有用于驱动出料辊的第三驱动件，所述安装板可拆卸的与所述箱体相连，

所述箱体上还具有沿所述移动小车的贯通箱体的开口，多个所述出料拨片的顶端形成一围绕所述出料辊的虚拟圆，所述开口的尺寸大于所述虚拟圆的尺寸。

10.根据权利要求1所述的用于测定土壤物理性质的原状土样采集装置，其特征在于，所述收纳箱内设有多排空腔，所述空腔用于容纳所述取样瓶，多排所述空腔在所述移动小车的长度方向上间隔布置，每排内的空腔在所述移动小车的宽度方向间隔并排布置。

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